Lasermaschine P1000 automatic

Maschinen für die automatisierte Serienfertigung

Sondermaschinenbau für die Serienfertigung mit
applikationsspezifischer Softwarelösung

Professionelle Automation: Pick & Place oder
kontinuierlicher Bauteilförderung

Maschinenintegrierte Messtechnik als Condition Monitoring oder zur 100% Bauteilqualifizierung

p1000 automatic – SONDERMASCHINEN FÜR DIE AUTOMATISIERTE MIKROBEARBEITUNG

Die P1000 automatic ist eine Maschinenreihe für die automatisierte Lasermikrobearbeitung in Serienanwendungen.

Durch Kombination der modularen Laserbearbeitungszellen der RDX-Reihe, bauteilangepassten Zuführungssystemen und leistungsstarker Messtechnik entstehen Sondermaschinen zur laserbasierten Bearbeitung von Bauteilen und flexiblen Substraten in hoher Stückzahl inklusive einer 100% Kontrolle der Bearbeitungsergebnisse zur lückenlosen Nachverfolgung.

Die Maschinenkonfiguration wird basierend auf den Anforderungen für Taktzeit, Bauteilqualität und Qualität kundenspezifisch ausgelegt und konfiguriert. Der Serienanlauf erfolgt gemeinsam mit dem Kunden unterstützt durch unseren Vor-Ort Service.

Eigenschaften der Sondermaschinen

  • Prozesse: Laserbohren, Laserstrukturierung, Laserfeinschneiden, Oberflächenfunktionalisierung,…
  • Bauteilformate:
    • Flachsubstrate
    • Kleinbauteile / Hülsen
    • Flexible Substrate
  • Automation:
    • Zuführung über Knickarmroboter
    • Rüttelförderer mit Rundschalttisch
    • Rolle-zu-Rolle Zuführung
    • Kundenspezifische Lösungen
  • Durchsatz:
    • je nach Automation und Prozess bis zu 15.000 Teile pro Stunde

Anwendungen

  • Lasermikrobohren von Bauteilen, Flachsubtraten
  • Ritzen und Markieren von Flachsubstraten
  • Laserbearbeitung flexibler Substrate für die Elektronik
  • Laser-induced-forward Transfer (LIFT) auf Flachsubstraten

Beispiel für eine Automationslösung P1000-R2R für die Rolle-zu-Rolle Bearbeitung

Bildergalerie

Automatisierte Werkstückzuführung

Im Unterschied zur Einzelstückfertigung, bei der lediglich die Laser-Prozessführung automatisiert erfolgt, wird in der Serienfertigung das Bauteil automatisch positioniert und eine ganze Prozessfolge mit einem oder mehreren Werkzeugen und Messgeräten ausgelöst.

Bei der Batch-Fertigung werden Einzelteile in Serienspannvorrichtungen oder Bauteil-Nestern positioniert. Je nach Maschinenformat und Sensorausstattung lassen sich 2D-Bauteile auf einem Bearbeitungsfeld bis ca. 500 x 500 mm² anordnen.

Über das integrierte Vision-System mit Passmarken-Erkennung richtet dann die Maschinensteuerung das Bauteil präzise aus, auch wenn Halbzeuge und Bauteile durch die manuelle Beladung mit Winkelfehlern positioniert worden sind und laterale Positionsabweichungen aufweisen.

Hochflexible Zuführsysteme können mit Hilfe von Knickarm-Robotern realisiert werden. Dabei sinkt die Nebenzeit zur Bauteilpositionierung in den einstelligen Sekundenbereich. Damit kann beispielsweise das Produktionsspektrum für einen mittleren Durchsatz von mehreren 100 bis 10.000 Stück pro Woche abgedeckt werden.

Im Bereich der Dünnschichtbearbeitung von Folien oder der Strukturierung von Leiterplatten lassen sich mit sequentiellen Vorschubsystemen deutlich höhere Ausbringungen erreichen als in der Batch-Fertigung. Für diese Anwendungen können an die Maschine Rolle-zu-Rolle-Fördersysteme adaptiert werden.

Das elastische Materialverhalten bei der Aufbringung von Zugkräften führen zwangsläufig zu Verzerrungen und Strukturabweichungen im Bereich mehrerer zehn bis hundert Mikrometer. Um dennoch reproduzierbare Prozesse und die verzerrungsfreie Bearbeitung größerer Bauteilflächen realisieren zu können setzt Pulsar Photonics eigene Systeme zur aktiven Strahllage-Regelung ein und erfasst durch Passmarkenerkennung zweidimensionale Verzerrungen und Vorschubfehler.

Pulsar Photonics verfügt über ein Netzwerk leistungsstarker Automationspartner, die je nach Bauteilgeometrie und Automationsgrad eine kundenspezifische Automationslösung anbieten können.

Maschinenintegrierte MessTechnik

Neben kurzen Fertigungszeiten ist das Erreichen gleicher Prozessergebnisse über einen langen Zeitraum wesentlicher Schlüssel für eine Serienfertigung mit hoher Anlagenverfügbarkeit. Insbesondere bei der Serienfertigung und bei Prozessen mit langen Prozesszeiten ist eine ständige Überwachung von Bearbeitungsparametern wie Strahllage und Leistung des Laserstrahls aber auch von Maschinenzustandsparametern vorteilhaft, um eine konstante Qualität der Bearbeitung zu ermöglichen.

Dabei stellt beispielsweise die Zustandsmessung von Laserleistung und Strahlprofil durch optische Sensoren die notwendigen Daten bereit, die zur aktiven Regelung, Fehlerdiagnose, für das Erreichen höherer Prozessfähigkeitsindices, die zustandsorientierte Wartung oder die Dokumentation erforderlich sind.

Die Software PhotonicElements ermöglicht die Verarbeitung und Visualisierung der Daten. Neben den Messdaten der hardwareseitig verbauten Sensoren sind diese zusammen mit den von der Maschinensteuerung erfassten Maschinen- und Prozessdaten kombiniert verfügbar.

Software-Module zur Betriebsdatenerfassung und Auftragsverfolgung ermöglichen so die gezielte Datenunterstützung in der Produktion.

Trotz einer so erreichbaren guten Reproduzierbarkeit wird häufig eine zusätzliche, nachgelagerte Qualitätskontrolle der hergestellten Bauteile bzw. Oberflächen gefordert. Dafür werden hochgenaue Topografiesensoren für den Nachweis geometrischer Merkmale der bearbeiteten Bauteile eingesetzt.

Ihr persönlicher ansprechpartner

Dr.-Ing. Frank Zibner
Vertrieb Lasermaschinen

+49 (0) 2407 / 55 555 – 18
machines@pulsar-photonics.de

MASCHINENDATEN & KONFIGURATOR

Konfigurator

P-1000 automatic

Ihre aktuell ausgewählte Maschinenkonfiguration P1000 automatic

P-1000 automatic

Die Basismaschine P1000 besteht aus folgenden Komponenten, die den
Minimalumfang einer Lasermaschine umfasst:

  • Individuell angepasstes Maschinengestell (Maschinenuntergestell, Pulverbeschichtete
    Metallblechverkleidung, Maschinenbett)
  • Mech. Schnittstellen für Zuführsystem
  • Schaltschrank mit Maschinensteuerung
  • Bedienterminal
  • Notaus-System für Laser Klasse 1
  • Innenraumkamera für Remote Support

Typ. Spezifikationen:

  • Aufstellbereich: maschinenspezifisch
  • Gesamtgewicht: maschinenspezifisch

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Direct Laser interference Patterning (DLIP) - Kopf

Bearbeitungskopf zur Nanostrukturierung von Oberflächen durch eine Mehrstrahlinterferenzbearbeitung. Mit dem Direct Laser Interference Patterning (DLIP) lassen sich Oberflächen effizient Nanostrukturieren und somit funktionalisieren. Anwendungen sind Anti-Icing Strukturen, Benetzungsändernde Strukturen, Antibakterielle Oberflächen und tribologische Oberflächen.

  • Anzahl interferierender Strahlen: 2, 3 oder 4
  • Typ. Wellenlängen: 355nm, 532nm
  • Typ. Periode der Interferenzstruktur: 700nm-5µm
  • Laserbearbeitung mit Festoptik durch Achsenscanner

Wendelbohroptik zum Präzisionsbohren

processing head for helical drilling of high aspect ratio holes
Bildquelle: Fraunhofer ILT

Bearbeitungskopf zur Präzisionsbohren mit hohen Aspektverhältnissen. Der 2teilige Bearbeitungskopf erleichtert die Integration bereits in kleinformatige und standardisierte Lasermaschinen. Dabei ermöglicht die eingesetzte Wendelbohroptik in der dritten Generation (Patent DE102005047328B3, 2006 Fraunhofer ILT) eine schnelle Rotation des Laserstrahls auf der Bohrkreisbahn. Gleichzeitig wird der Laserstrahl in Eigenrotation versetzt und überzeugt durch die optische Übersetzung mit einem Betrieb bei moderaten Drehzahlen. In Kombination mit einem XYZ-Achssystem können so sämtliche Bohrgeometrien realisiert oder Präzisionsbauteile geschnitten werden.

Werkstoffe und Anwendungen:

  • Bohren & Präzisionsschnitte
  • Kleinste und ideal runde Bohrungen mit einem Durchmesser ab 20µm
  • Grat- und bartfreie Schnittkanten, Bohrungen ohne Randabtragung
  • Bearbeitung von Metallen, Keramiken, Mehrschichtsystemen und Kunststoffen
  • Integrierte koaxiale Beobachtung
  • Wellenlängen: UV, VIS, IR
  • Prozesstechnischer Nachweis für Aspektverhältnisse >1:30
  • Einstellbare Konizität
  • Einstellbarer Bohrlochdurchmesser

MicroScan Extension

Einfach integrierbare und leistungsstarke Erweiterung für jedes Galvo-Scanningsystem.
Durch den einfachen Austausch des Objektivs gegen das MSE kann das System zu einem Microspot-Scanning-System erweitert und damit Fokusdurchmesser von weniger als 5μm mit einem IR- oder VIS-Laser erreicht werden

  • Maximale Dimensionen (L*B*H): 278mm * 185mm * 185mm
  • Befestigungsgewinde: M85x1 (Standard Galvoscanner)
  • Scanfeld-Größe: typ. 500μm * 500μm
  • Wellenlänge: IR (1030-1070nm) + VIS (515-532nm), UV
  • Spotgröße: 1-5μm
  • Arbeitsabstand: 20mm
  • Integrierter Kollisionsschutz
  • Für kleine Laserleistungen

Weitere Informationen auf der Produktseite

Flexiblebeam Shaper

Maschinenintegrierbares Strahlformungssystem zur Generierung frei gestaltbarer Strahlverteilungen.
Ermöglicht den Einsatz als photonisches Werkzeugmagazin mit vordefinierten Strahlformen.
Zusätzlich ist der FBS mit einem Galvanometerscanner ausgestattet, so dass die erzeugte Intensitätsverteilung über das Werkstück gescannt werden kann.
Diese kombinierten Werkzeuge in einem einzigen System eröffnen neue Wege in der Lasermikrobearbeitung: schneller, flexibler und effizienter.

  • Kombination von flexiblem Strahlformungssystem und Scansystem
  • Softwarebasierte Kalibration und Steuerung des Systems
  • Volle Maschinenintegration für digital wechselbare Werkzeuge
  • Strahlformung mit bis zu 100W Laserleistung

Weitere Informationen auf der Produktseite

Multibeam Scanner

Maschinenintegrierbares System zur statischen Strahlformung oder Multistrahlverteilung in der Bearbeitungsebene

  • Modulare Lösung für die Herstellung mehrerer Laserfoki in der Bearbeitungsebene
  • Signifikante Prozessbeschleunigung bei der Herstellung von periodischen Strukturen oder zur parallelen Bearbeitung von gleichen Komponenten
  • Reduktion der Bearbeitungskosten durch effizientere Ausnutzung der verfügbaren Laserleistung

Weitere Informationen auf der Produktseite

3D Bearbeitungskopf

2D-Scan-System zum Ablenken und Positionieren in der Bearbeitungsebene mit hoher Dynamik
mit zusätzlichem optischen Fokusshifter zur dynamischen Variation der Fokuslage (3D-Scanning)

  • Analoger Positionsdetektor oder digitaler Encoder
  • Positionsauflösung 18/20 Bit
  • Apertur abhängig vom Gesamt-Strahlengang (typ. 14 mm)
  • hohe Langzeitstabilität und Linearität

2D Bearbeitungskopf

2D-Scan-System zum Ablenken und Positionieren in der Bearbeitungsebene mit hoher Dynamik

  • Analoger Positionsdetektor oder digitaler Encoder
  • Positionsauflösung 18/20 Bit
  • Apertur abhängig vom Gesamt-Strahlengang (typ. 14 mm)
  • hohe Langzeitstabilität und Linearität

Service 3

Die Inbetriebnahme Ihrer Laser-Maschine, der Maschinenumzug, lasertechnische Messungen, Schulungen, ein Produktwechsel auf der Maschine oder die geplante Reinigung und Wartung  vor Ort.

Je nach Umfang, Dinglichkeit und Service-Ort entsenden wir unsere Spezialisten mit der Bahn, dem Service-PKW oder auch weltweit mit dem Flugzeug.

Unser Service-Personal verfügt über langjährige praktische Berufserfahrung in der Lasertechnik, einen eigenen Zugang zum Remote-Support und einen umfangreichen Bestand an Strahlführungskomponenten, Laseroptiken, allgemeinem Verbrauchsmaterial, Werkzeug oder ganze Ersatzteilpakete stehen für den Einsatz vor Ort bereit.

Service 2

Mit Ihrer Service-ID erhalten Sie Unterstützung durch den Remote-Support. Unsere Service-Experten unterstützen Sie telefonisch oder erhalten nach Ihrer Freigabe Zugriff auf die Maschinensteuerung. Sie selbst können weiter an der Maschine den Service beobachten und beenden.

Seit 2016 verfügen dazu alle RDX-Maschinen über eine Videoüberwachung der Prozesszone. Schulungen, praktische Hilfestellungen bei der Programmierung, Fehlerdiagnose und Prozessbeobachtung sind so technisch einfach möglich.

Profitieren Sie mit dem Remote-Support von der schnellen Fehlerdiagnose und Lösung. Günstig und ohne Personaleinsatz vor Ort maximieren Sie Ihre Maschinenverfügbarkeit.

Der Remote-Support wird direkt aufwandsbezogen oder in Kontingenten über Ihre Service-ID abgerechnet.

Service 1

An unserer Kunden-Hotline stehen persönliche Ansprechpartner für Ihre Anfragen bereit. So stellen wir unsere qualifizierte Erreichbarkeit sicher und übertragen ihre Anfragen an die verfügbaren und richtigen technischen Mitarbeiter.

Wir unterstützen Sie bei allgemeinen Fragen genauso wie im Software-Support, der Prozessentwicklung oder Bedienerschulung. Alternativ zur Hotline nutzen unsere Kunden das online Ticket-System für schnelle Service-Anfragen.

Für die Nutzung der Kundenhotline und des Ticket-Systems fallen keine weiteren Kosten an.
Maximieren Sie die Verfügbarkeit Ihrer Anlage, indem Sie mögliche Störungen schnell und sicher aus der Ferne beheben lassen – mit Remote Support (ehemals Teleservice).

Unsere geschulten Serviceexperten schalten sich nach Ihrer Freigabe über einen sicheren Remotezugriff auf Ihre Anlage.

Auf diese Weise profitieren Sie von einer schnellen Fehlerdiagnose und Lösung – ohne einen Einsatz eines Techniker vor Ort.

StrahlFÜHRUNG

Führung der Strahlung im gekapselten Freistrahl von der Strahlquelle bis zum Werkstück.

Neben den Umlenkeinheiten können weitere Funktionen integriert werden:

  • Wechsel der Wellenlängen
  • Schalten unterschiedlicher Ausgänge
  • Aufweitung der Laserstrahlung
  • Polarisierung / Polarisationswechsel
  • Laser Shutter

RÖNTGENSCHUTZ

Bei der Verwendung leistungsstarker UKP-Laserstrahlquellen, v.a. von Femtosekundenlasern, zur Materialbearbeitung kann im Abtragsprozess aus dem Bereich der Ablationszone Röntgenstrahlung entstehen. Ein Röntgenschutz für den Außenbereich der Anlage ist daher obligatorisch.

Alle Lasermaschinen von Pulsar Photonics verfügen über ein einheitliches konstruktives Maschinendesgin mit ausreichend dimensionierter Materialstärke und hinterschnittenen Blechverbindungen zur sicheren Eindämmung der Röntgenstrahlung im Innenraum der Maschine.

Die Zustatzausstattung Röntgenschutz umfasst ein Nachrüstsatz für das Laserschutzfenster und den Schutznachweis. Pulsar Photonics prüft für jede Maschinenkonfiguration einzeln die Notwendigkeit eines Nachrüstsatzes.

ABSAUGSYSTEM

suction system

Leistungsfähiges Absaug- und Filtersystem zur Erfassung des Laserrauchs und der Abtragspartikel in unmittelbarer Nähe der Prozesszone.
Ausgestattet mit einem Aktivkohle-Feinstfilter und einer umfangreicher PC-Schnittstelle regelt die Maschinensteuerung das Ein- und Ausschalten und die Überwachung der Absaugung.
Das Filtersystem besteht aus einem einem Beistellgerät mit mehreren Filterstufen und einfachem Kassetten-Handling.
Bedienelemente und Filterzugang an Frontseite sowie über die Software Photonic Elements

  • Max. Volumenstrom: 200 m3/h
  • Max. Unterdruck: 22.000 Pa
  • Nennleistung: 160/6.500 m3/h/Pa
  • Optional: Patronenfiltergerät